薄膜电特性的近场微波测试方法研究

发布时间：2025-06-09 23:41

　　随着人们对电子元器件小型化需求的增加,各种功能薄膜材料开始广泛应用于人们的日常生活中,薄膜材料电特性的研究是当前科学技术的重要研究领域,薄膜材料电特性的精确测量是开发电子元器件的基础。传统表征薄膜电特性的方法对样品的形状、体积有严格的要求,而且测试到的结果是某个样品区域内的共同贡献,难以获得微区的电特性。近场微波显微镜是利用近场扫描被测样品,突破了衍射的极限,具有很高的空间分辨率,可以对薄膜材料实现纳米级的微区成像以及无损检测,使得人们能迅速找到薄膜的缺陷,进而优化薄膜的制作工艺。因此本文使用近场微波显微镜对薄膜的电特性进行研究。本文首先通过对近场理论和微扰理论的推导,得出了针尖与样品的相互作用对谐振腔的能量产生微扰,进而影响谐振腔谐振频率变化的结论,为有限元模型仿真分析提供理论依据;通过镜像电荷法以及微扰理论推导了基于准静态模型的介电常数定量计算公式,并通过扣除背景噪声的方法对计算结果进行优化。然后分别对块状介电材料、薄膜介电材料、金属薄膜材料进行了仿真分析,探究了针尖-样品距离、块状介电材料介电常数、系统结构、薄膜介电材料介电常数与薄膜厚度对谐振频率的影响,还研究了表面电阻对品质因数...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1基于同轴腔结构的NSMM组成[15]

第一章绪论3图1-1基于同轴腔结构的NSMM组成[15]图1-2基于微带线结构的NSMM组成[7]采用二维共面传输线[18]或微带线[7,19]结构组成的谐振电路相对于谐振腔结构，可以实现硅片上集成的目的。Tabib-Azar[7]等人采用二维微带线结构作为谐振元件搭建的系统结构....

图1-2基于微带线结构的NSMM组成[7]

第一章绪论3图1-1基于同轴腔结构的NSMM组成[15]图1-2基于微带线结构的NSMM组成[7]采用二维共面传输线[18]或微带线[7,19]结构组成的谐振电路相对于谐振腔结构，可以实现硅片上集成的目的。Tabib-Azar[7]等人采用二维微带线结构作为谐振元件搭建的系统结构....

图1-3基于原子力显微镜的NSMM组成[22]

电子科技大学硕士论文4原子力显微镜(Theatomicforcemicroscope,AFM)[20]是一种纳米级的高分辨率扫描探针显微镜，通过原子间的相互作用力进行材料表面性质成像，后续人们将近场微波显微镜与原子力显微镜结合[21,22]，利用原子力显微镜的探针进行扫描，充分的....

图1-4基于扫描隧道显微镜的NSMM组成[24]

第一章绪论5图1-4基于扫描隧道显微镜的NSMM组成[24]将不同结构的材料表征方法特点归纳如下：传统方法对材料形状有特殊要求，只能测量一个区域响应的积分，基于微带线的方法便于集成但是品质因数不高，基于原子力显微镜与扫描隧道显微镜的方法虽然距离可控，但是前者针尖处寄生电容分布复杂....

本文编号：4049986